ما هو البيتومين ولماذا يستخدم

البيتومين مادة متعددة الوظائف تستخدم في مجموعة متنوعة من الوظائف. المواد المشبعة بهذه المادة غير حساسة تمامًا لتأثير الماء والبخار والرطوبة. هذه الخاصية هي الأكثر شعبية بين خصائص البيتومين.

تاريخ منشأ القار

لا يزال القار الطبيعي معروفًا للبشرية منذ العصر الحجري الحديث... في الحفريات ، تم العثور على الرماح أكثر من مرة ، حيث تم تثبيت الرؤوس على القاعدة بمساعدة هذه المادة. بعد ذلك بقليل ، تم أيضًا تثبيت أدوات أخرى معًا. وسبقت الأواني البيتومينية آنية خزفية.

في عصر أكثر تحضرا في بلاد ما بين النهرين تم استخدام البيتومين كغراء في الفسيفساء. يعتقد أريولوجي أن المواد في نفس الوقت بدأ استخدامها للعزل المائي... قامت بلاد ما بين النهرين بتصديرها إلى دول أخرى.

يستخدم البيتومين الطبيعي والاصطناعي على نطاق واسع اليوم. هو - هي جزء من الأسفلت وتم استخدامه في بناء جميع الطرق القائمة. يتم استخدام التراكيب من أنواع مختلفة لأي عمل مانع لتسرب المياه: عند بناء الأساسات وإقامة الجدران والسقوف. يتم استخدام تعديلات المواد الصلبة في صناعة الكهرباء والمسبك.

يتم استخراج البيتومين من الصخور القارية. يصل إنتاجها إلى 115 مليون طن سنويًا. يتم إنشاء ما لا يقل عن حجم من خلال نسخة اصطناعية يتم الحصول عليها عن طريق معالجة الزيت والصخر الزيتي والفحم.

الخصائص والخصائص الرئيسية

القار أو القطران الجبلي - خليط من الهيدروكربونات ومشتقاتها - النيتروجين ، الكبريت ، المحتوية على معادن. إنها مادة راتنجية صلبة أو عالية اللزوجة. غير قابل للذوبان تمامًا في الماء ، ولكنه قابل للذوبان جزئيًا في البنزين والكلوروفورم وبعض المذيبات الأخرى.

يوفر هذا المزيج المتنوع من الكربوهيدرات مجموعة متنوعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية للخليط... الأكثر إثارة للاهتمام من وجهة نظر المستخدم هي التالية.

• كثافة البيتومين - يتراوح من 0.95 إلى 1.50 جم / سم مكعب حسب الأصل والنوع.
• توصيل حراري نموذجي للمواد غير المتبلورة - 0.5-0.6 واط / م * ك. السعة الحرارية هي 1.8-1.97 كيلو جول / كجم • درجة مئوية. لا يمكن استخدامه كمواد عازلة للحرارة ، ومع ذلك ، فهو يساعد في الاحتفاظ بالحرارة كجزء من هيكل المبنى.
• واحدة من الخصائص الرئيسية للتكوين - غير متبلور... كونها صلبة ، فإنها تعرض خصائص السائل. عند تسخينها ، تصبح سائلة ، ويمكن ترطيبها وتشريبها بأسطح صلبة. عندما يبرد ، يتجمد. تترافق العملية مع البلمرة ، لذلك تلتصق الأشياء المبللة بها بقوة شديدة.
• درجة حرارة الانصهار يعتمد البيتومين على التركيب ، ويتراوح من +160 إلى + 200 درجة مئوية. تتم العملية بشكل تدريجي.
• المادة عازل ويمكن استخدامها في ترتيب العزل.
• البيتومين لا يتفاعل مع الماء ولا يذوب فيه... عندما يتم علاجه ، فإنه يشكل طبقة غير منفذة وغير مسامية.
• مقاومة لمعظم الأحماض والقلويات والمحاليل المالحة، ولكنها ليست مقاومة للمذيبات العضوية مثل البنزين والأسيتون والبنزين. تشريب البيتومين يجعل الخرسانة والأنابيب الفولاذية والهياكل الخرسانية المسلحة مقاومة للبيئة العدوانية كيميائياً.
• يتميز البيتومين بظاهرة مثل شيخوخة... تحت تأثير أشعة الشمس والأكسجين من الهواء ، تغير المادة تركيبتها تدريجياً.ينخفض ​​محتوى الراتنجات والزيوت ، وتنخفض المقاومة للماء والمرونة.

تعتمد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للقار إلى حد كبير على تركيبته. من المهم الانتباه إلى العلامة التجارية للمادة ومراعاة خصائصها عند الاختيار.

تصنيف

تصنيف البيتومين متنوع للغاية ويرتبط بشكل أساسي بـ موعد... على هذا الأساس ، يتم تمييزهم:

• بناء - BN ، تستخدم للعزل المائي ، المصطكي ، كمادة خام لتصنيع المواد الأخرى ؛
• تسقيف - BNK ، يستخدم لإنتاج مواد التسقيف اللينة ، مثل ondulin ، القوباء المنطقية ؛
• طريق - BND ، وتستخدم في وضع وإنتاج الأسفلت الخرساني.

يرتبط التصنيف الرئيسي بأصل المادة. هناك مجموعتان كبيرتان.

طبيعي - يتم استخراجه من الصخور البيتومينية عن طريق غليان الماء أو إذابته في المذيبات. وتشمل هذه:

• ينظف البيتومين - مع نسبة شوائب معدنية لا تزيد عن 10٪ ؛
• أسفلت الصخور - الدولوميت ، الحجر الجيري الذي يحتوي على المادة ؛
• الأسفلت - القار عالي الذوبان ؛
• أسفلت - خليط من مادة الإسفلت والمعادن.

حيث تتأثر التكلفة وبعض الخصائص طريقة الحصول عليهاقسّم البيتومين الطبيعي بهذه الطريقة:

• خزان - مشمول في تكوين الصخور وتم تطويره بواسطة المنجم أو طريقة الحفرة المفتوحة ؛
• سطحي - خروج البيتومين إلى السطح ، وغالبًا ما لا تكون هذه الخلائط نقية جدًا ؛
• الوريد - مخاليط نقية بكمية قليلة من الشوائب.

لا تحتاج المواد الأخيرة عمليًا إلى التنظيف والمعالجة ، بينما تتطلب المواد الأخرى - الإسفلتية والصخور الإسفلتية - معالجة.

البيتومين الاصطناعي - منتج يتم الحصول عليه عن طريق تسامي الزيت ومكوناته. في أغلب الأحيان ، المواد الخام بالنسبة لهم هي القطران - بقايا راتنجية مع جزيئات صلبة. منه يتم الحصول على نسخة صلبة أو شبه صلبة. تشمل التعديلات الاصطناعية:

• زيوت وقود الزيت - المخلفات السائلة لتسامي الزيت ؛
• قطران الزيت - نتيجة تقطير زيت الوقود من مكونات الزيت ؛
• حمأة الزيت الحمضية - يتم الحصول عليها عن طريق تنقية زيوت التشحيم بحمض الكبريتيك ؛
• القار البترولي - تتشكل ككسر أثناء تقطير المنتجات البترولية.

على عكس البيتومين الطبيعي ، تختلف خصائص البيتومين الاصطناعي على نطاق واسع. اعتمادًا على تقنية الإنتاج ، يمكن الحصول على تركيبة ذات خصائص محددة بدقة.

القار الطبيعي

يتم تضمين المواد الطبيعية في تكوين الوقود الأحفوري... في أغلب الأحيان يجب تنظيفها وإعادة تدويرها. بالمقارنة مع تلك المصطنعة ، ليس لديها أي صفات أكثر قيمة. ومع ذلك ، من الصعب تعديل المواد الطبيعية بإضافة مواد معينة.

بنية

يبدو تكوين البيتومين في أجزاء من العناصر كما يلي: 70-87٪ كربون ، 8-12٪ هيدروجين ، 0.5-7٪ كبريت... ومع ذلك ، هذا لا يخبر المستهلك كثيرًا. تعداد أكثر إفادة لمكونات الخليط هو:

• زيوت بترولية - من 30 إلى 60 ٪ ، تضفي اللزوجة واللدونة على التركيبة تحت تأثير درجة الحرارة ؛
• الراتنجات - من 20 إلى 40٪ تحديد خصائص اللصق ؛
• الكربيدات والكربينات والأسفلت - يصل محتواها إلى 40٪ ، وتوفر صلابة وحرارية ؛
• الأحماض الإسفلتينية - 3٪ تعمل كمواد خافضة للتوتر السطحي.

يمكن أن تشتمل المخاليط على مواد أخرى ، غالبًا إضافات معدنية.

كيف يتم تعدينها

جنرال لواء مخطط الإنتاج والتجهيز تبدو الصخور البيتومينية كما يلي:

• استخراج الصخور
• فصل المواد الخام إلى أجزاء عضوية ومعدنية ؛
• نقل المنتج
• معالجة البيتومين.

المراحل الثلاث الأخيرة هي نفسها تقريبًا. التعدين يختلف تحت ظروف الفراش المختلفة. يميز 3 طرق.

• المحجر أو محطة معالجة المناجم - يؤخذ الصخر ويستخرج خليط البيتومين بمذيب أو عن طريق الغليان للحصول على مستحلب. يتم استخدام طريقة التعدين لاستخراج الصخور المحتوية على 10٪ على الأقل من المادة والتي لا يزيد عمقها عن 90 مترًا.
• تصريف المنجم - يرتفع البيتومين عبر نظام قنوات الصرف الصاعد عن طريق الجاذبية. يستخدم هذا الخيار في إنتاج مخاليط سائلة بعمق يزيد عن 100 متر.
• قاع البئر في الموقع - تتأثر الصخور حرارياً أو غير ذلك من خلال الآبار المحفورة من الأعلى. لا يزيد عامل الاسترداد عن 30٪ ، لذلك نادرًا ما تستخدم هذه الطريقة.

القار الطبيعي ليس منتجًا تجاريًا مثل الغاز أو النفط. يحتاج إلى معالجة.

أين تستخدم

تعود مجالات استخدام البيتومين الطبيعي إلى خصائصه. يتم استخدامها:

• للعزل أثناء تشييد المباني والطرق والهياكل الأخرى ، وكذلك لوضع خطوط الأنابيب من مختلف الأنواع ؛
• في إنتاج الخرسانة الإسفلتية.
• في صناعة معاجين البطاريات ؛
• في صناعة الكابلات والطلاء والورنيش ؛
• عند استلام مواد التسقيف.

يستخدم البيتومين في مجالات أخرى مثل البستنة.

القار الكيميائي

لا يتم تعدين هذه المواد ، بل يتم إنتاجها. المادة الخام الخاصة بها هي البقايا التي تم الحصول عليها بعد تقطير الزيت.، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة المنتج. في هذه الحالة ، يصبح من الممكن تعديل الخليط ، لأن خصائصه تعتمد على التركيب وطريقة التحضير.

تكنولوجيا الإنتاج

يتم الحصول على نسخة اصطناعية بعدة طرق. من خلال التكنولوجيا ، تتميز أنواع البيتومين الاصطناعي أيضًا.

• المتبقية - ينتج عن طريق التفريغ العميق على أجهزة خاصة. المادة الأولية عبارة عن أجزاء من الوقود ومواد التشحيم من الزيت الذي يحتوي على نسبة عالية من الراتنج. يتم الحصول على المنتج كمادة صلبة ، لزجة قليلاً.
• مؤكسد - يتم الحصول عليها عن طريق النفخ بالأكسجين من بقايا زيت القطران. في الوقت نفسه ، تزداد اللزوجة في الخليط وتتأكسد وتضغط. هذا التعديل أكثر مرونة ومقاومة للحرارة من الطبيعي.
• تكسير - ينتج عن تحلل النفط الخام في إنتاج البنزين. تتأكسد البقايا. المنتج هش للغاية وغير مشهور.
• مركب - يتم الحصول عليها بخلط بقايا تقطير الزيت. تتضمن التقنية إضافة القطران والزيت الخفيف والزيوت وكسور أخرى للحصول على البيتومين بخصائص محددة. هذه الطريقة عالمية.

أيضا ، يتم عزل القار السائل ، والحصول عليها عن طريق تسييل المواد الصلبة. يضاف زيت الوقود والزيت عالي الراتينج إلى الخليط. غالبًا ما تستخدم المواد السائلة للتلقيح.

التكوين الأولي والمكون

الصيغة الأولية لا يختلف البيتومين الاصطناعي عن الطبيعي - فهو منتجات زيتية ، على الرغم من أنه يتم إنتاجها وفقًا لمخططات مختلفة.

تكوين المكون قريب أيضًا. ومع ذلك ، فإن القدرة على تغيير محتوى المكونات المختلفة في البيتومين الاصطناعي تجعل بعض المكونات أكثر أهمية.

• زيوت - أخف جزء. كلما زادت نسبة الزيت ، كلما زادت مرونة ولزوجة البيتومين وخفضت نقطة تليينه. في الوقت نفسه ، يؤثر الزيت - أحادي ، ثنائي ، متعدد الحلقات - على جودة الخليط بطرق مختلفة.
• هيدروكربونات البارافين-نافثينيك - الملدن الرئيسي. تتأثر الخصائص أكثر بالبارافينات الصلبة ، ويجب ألا تزيد عن 3-6٪ في الخليط. مع زيادة النسبة ، تنخفض الخصائص الهيكلية والميكانيكية.
• الهيدروكربونات العطرية - عادة ما يكون هناك القليل منها ، لذلك فهي لا تؤثر على الخصائص.
• الراتنجات - العنصر الهيكلي الرئيسي. غالبًا ما تحتوي على ما يصل إلى 10٪ من الكبريت وما يصل إلى 25٪ من النيتروجين.
• أحماض الأسفلت - عندما تذوب المادة تتحلل لكنها لا تتحول إلى حالة سائلة. تصبح غير قابلة للذوبان عند تعرضها لأشعة الشمس. هذا يضمن شيخوخة الطلاءات البيتومينية.

يعتبر البيتومين المركب أكثر إثارة للاهتمام من وجهة نظر التكوين ، لأنه عندما يتم الحصول عليه ، من الممكن إضافة معدل ، وتغيير خصائصه.

يستخدم البيتومين الاصطناعي في نفس الأعمال الطبيعية.

وسم وفك تشفير المواد

عند وضع بطاقة على المنتج ، أشر إلى ما يلي.

• 2 أو 3 أحرف في البداية تشير إلى تطبيق المادة. BN - البيتومين البترولي ، يشير إلى تعديل المبنى. BNK - تسقيف ، BND - طريق.
• الأرقام التي تلي الاختصار والمكتوبة بشرطة مائلة للأمام تشير إلى الاختراق... هذا هو عمق اختراق إبرة المادة بمقدار 0.1 مم عند + 25 درجة مئوية وعند 0 درجة مئوية. يوضح المؤشر كيف تتغير صلابة ومرونة المادة تحت تأثير درجة الحرارة.

في بعض الأحيان تظهر أحرف إضافية في وضع العلامات. تشير إلى المواد المضافة التي تؤثر على خصائص البيتومين.

تكنولوجيا التطبيق

غالبًا ما يظهر القار السائل طلاء تسرب المياه... تتضمن التكنولوجيا بعض الميزات.

1. أسمنت سطح - المظهر الخارجي قبل الطلاء الذي تحتاجه صافي، خالية من التجاويف مع الفقاعات ، وإزالة النتوءات الحادة والخدوش في مفاصل القوالب. لهذا الغرض ، يتم استخدام تركيبات الأسمنت الدقيقة أو مخاليط البناء الجافة.
2. جفف السطح. يسمح بمحتوى رطوبة لا يتجاوز 4٪.
3. موصى به عالج السطح باستخدام مادة أولية من البيتومين (الدرجات BN70 / 30 ، BN 90/10). ضع طبقة أولية على طبقة واحدة. في المناطق التي تجاور فيها ملاط ​​الأسمنت والرمل ، في طبقتين.
4. بيتومين يتم وضع المصطكي على الجانب المرطب... يتم تطبيقه في شرائط - مع ملعقة ، بكرة ، بكميات كبيرة. يجب أن تكون الطبقة متجانسة السماكة ومستمرة.
5. ضع المصطكي أسفل حتى. انه مهم.
6. الطبقة التالية يتم تطبيق البيتومين بعد التصلب الكامل والتجفيف للسابق.

تعتبر الطبقة جافة إذا لم يكن هناك آثار متبقية على مسحة القطن عند وضعها.

النقل والتخزين

تخزين المخاليط البيتومينية في أوعية أسطوانية... يمكن أن يكون هذا الأخير عموديًا وأفقيًا. إذا تم تخزين المنتج لفترة طويلة ، فإن الحاويات مجهزة أنظمة التدفئة... تعطى الأفضلية للخيارات الأفقية ، حيث يؤدي تبخر الرطوبة هنا إلى ظهور قشرة على سطح الكتلة ، مما يمنع المزيد من التبخر.

إذا تم تخزين خليط البيتومين بلا حراك ، فإن خصائصه لا تتغير. عند الدوران أثناء التسليم إلى خط الأنابيب ، تتغير الصفات بسبب الأكسدة.

نقل البيتومين في خزانات السيارات والسكك الحديدية الخاصة... المادة قابلة للاشتعال ، لذلك يجب أن تفي الحاويات تمامًا بمتطلبات GOST.